package com.shm.leetcode;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

/**
 * 104. 二叉树的最大深度
 * 给定一个二叉树，找出其最大深度。
 *
 * 二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。
 *
 * 说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。
 *
 * 示例：
 * 给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]，
 *
 *     3
 *    / \
 *   9  20
 *     /  \
 *    15   7
 * 返回它的最大深度 3 。
 *
 * @author SHM
 */
public class MaxDepth {
    /**
     * 方法一：深度优先搜索
     * 思路与算法
     *
     * 如果我们知道了左子树和右子树的最大深度 ll 和 rr，那么该二叉树的最大深度即为
     *
     * \max(l,r) + 1
     * max(l,r)+1
     *
     * 而左子树和右子树的最大深度又可以以同样的方式进行计算。因此我们可以用「深度优先搜索」的方法来计算二叉树的最大深度。具体而言，在计算当前二叉树的最大深度时，可以先递归计算出其左子树和右子树的最大深度，然后在 O(1)O(1) 时间内计算出当前二叉树的最大深度。递归在访问到空节点时退出。
     *
     * 复杂度分析
     *
     * 时间复杂度：O(n)O(n)，其中 nn 为二叉树节点的个数。每个节点在递归中只被遍历一次。
     *
     * 空间复杂度：O(\textit{height})O(height)，其中 \textit{height}height 表示二叉树的高度。递归函数需要栈空间，而栈空间取决于递归的深度，因此空间复杂度等价于二叉树的高度。
     *
     * 作者：LeetCode-Solution
     * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/maximum-depth-of-binary-tree/solution/er-cha-shu-de-zui-da-shen-du-by-leetcode-solution/
     * @param root
     * @return
     */
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return 0;
        }
        //这道题递归条件里分为三种情况
        //1.左孩子和有孩子都为空的情况，说明到达了叶子节点，直接返回1即可
        if(root.left==null&&root.right==null){
            return 1;
        }
        int left = maxDepth(root.left);
        int right = maxDepth(root.right);
        //2.如果左孩子和由孩子其中一个为空，那么需要返回比较大的那个孩子的深度
        if(root.left==null||root.right==null){
            return Math.max(left,right)+1;
        }
        //3.最后一种情况，也就是左右孩子都不为空，返回最大深度+1即可
        return Math.max(left,right)+1;
    }

    /**
     * 方法二：广度优先搜索
     * 思路与算法
     *
     * 我们也可以用「广度优先搜索」的方法来解决这道题目，但我们需要对其进行一些修改，此时我们广度优先搜索的队列里存放的是「当前层的所有节点」。每次拓展下一层的时候，不同于广度优先搜索的每次只从队列里拿出一个节点，我们需要将队列里的所有节点都拿出来进行拓展，这样能保证每次拓展完的时候队列里存放的是当前层的所有节点，即我们是一层一层地进行拓展，最后我们用一个变量 \textit{ans}ans 来维护拓展的次数，该二叉树的最大深度即为 \textit{ans}ans。
     *
     * 复杂度分析
     *
     * 时间复杂度：O(n)O(n)，其中 nn 为二叉树的节点个数。与方法一同样的分析，每个节点只会被访问一次。
     *
     * 空间复杂度：此方法空间的消耗取决于队列存储的元素数量，其在最坏情况下会达到 O(n)O(n)。
     *
     * 作者：LeetCode-Solution
     * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/maximum-depth-of-binary-tree/solution/er-cha-shu-de-zui-da-shen-du-by-leetcode-solution/
     * @param root
     * @return
     */
    public int maxDepth_2(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        int ans = 0;
        while (!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            ans++;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode node = queue.poll();
                if (node.left!=null){
                    queue.offer(node.left);
                }
                if(node.right!=null){
                    queue.offer(node.right);
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}
